УОГ 8000-Установка очистки попутного нефтяного газа от сероводорода-Машины и аппараты нефтехимических производств-Дипломная работа

УОГ 8000-Установка очистки попутного нефтяного газа от сероводорода-Машины и аппараты нефтехимических производств-Дипломная работа
Дипломный проект содержит 112 с. машинописного текста, 9 иллю-страций, 32 таблицы, 89 формул, 25 использованных источников.
СЕРОВОДОРОД, ПОПУТНЫЙ НЕФТЯНОЙ ГАЗ, ГАЗОСЕПАРА-ТОР, АБСОРБЕР, БАРБОТЕР, ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС, РАСЧЕТ, ПРОЧНОСТЬ АППАРАТА, АВТОМАТИЗАЦИЯ, ВЕТРОВАЯ НАГРУЗ-КА.
Объектом проектирования явились установка очистки газа сероводо-рода от сероводорода УОГ 8000, абсорбер, барботер, центробежный насос.
Цель дипломного проекта заключалась в конструировании и расчете сетчатого газосепаратора, абсорбера и центробежного насоса для закачки абсорбента в абсорбер.
При выполнении дипломного проекта применялись нормы и методы расчета сварных сосудов и аппаратов.
В результате выполнения дипломного проекта осуществлен патентный обзор, на основании которого был обоснован проект модернизации уста-новки, произведены технологические и механические расчеты, а также выбор и конструирование основных элементов установки очистки попутного нефтяного газа.
Разработаны рабочие чертежи объектов конструирования.
Рассмотрены вопросы, связанные с безопасностью жизнедеятельности наустановкепри эксплуатации.
Проведенотехнико-экономическое обоснование проекта.

2.1 Характеристика исходного сырья
На установку нейтрализации сероводорода УОГ-800 поступает по-путный нефтяной газ, отделившийся в процессе подготовке нефти на до-жимной насосной станции (ДНС) «Чегодайка» НГДУ «Татнефтебитум» (таблица 2.1).

Таблица 2.1 - Состав газа
Наименование компонентов
в смеси газов Объемная доля, % (об)
 До очистки (хн) После очистки (хк)
Н2S 2,6 0
N2 24,1 24,7
СО2 1,6 1,6
СН4 32,2 33,1
С2Н6 17,8 18,3
С3Н8 11 11,3
С4Н10 6,6 6,8
С5Н12 3,1 3,2
С6Н14 0,7 0,7
С7Н16 0,3 0,3

2.2 Химизм и физико-химические основы процессов происходящих в установке УОГ 8000
На стадии абсорбции хемосорбция сероводорода происходит как за счет реакции с щелочными агентами, так и непосредственного окисления сероводорода комплексом трехвалентного железа с трилоном Б. В абсор-бере протекают в основном следующие реакции:
2Fe+3Y +H2S 2Fe+2Y + S + 2H+,
Na2CO3 +H2S NaHS +NaHCO3,
гдеY- остатокэтилендиаминтетрауксуснойкислоты.
В регенераторе происходит каталитическое окисление гидросульфи-да

натрия до элементарной серы и окислительная регенерация двухвалентно-го железа до трехвалентного кислородом воздуха:
2NaHS + O2 + 2NaHCO3 2S + 2Na2CO3 + 2H2O
4Fe+2Y + O2 + 4H+4Fe+3Y + 2H2O
В процессе регенерации абсорбента возможно протекание побочных реакции с образованием в основном сульфита по следующей схеме:
4НS- + 3O2-  2S2O32- +4H+,
2S2O32- + SO2 4SO42-,
Степеньочисткигаза 99,9%.
На регенерацию абсорбента, отработанного на стадии абсорбции се-роводорода из газа, подается при абсолютном давлении 1,7 атм, в количе-стве 220-250 м3/час.
Абсорбентом является водный раствор комплекса железа с трилоном Б (таблица 2.2).

Таблица 2.2 - Состав абсорбента
Сульфат железа FeSO4 · 7H2O 50 г/л
Трилон Б 100 г/л
Триэтаноламин 40 г/л
Карбонат натрия Na2CO3 60 г/л
Вода до 1 л
рН раствора 8,8-9,1

В зимних условиях в состав абсорбента дополнительно вводится мо-ноэтиленгликоль в количестве 25-35 % объемных для снижения его темпе-ратуры замерзания.
От регенерированный абсорбент – прозрачная жидкость темно-красного цвета, не пожароопасен, не токсичен, до температуры 50 °С не агрессивен по отношению к углеродистым сталям.
Для приготовления абсорбента используются следующие компоненты [8]:
1. FeSO4 · 7H2O (железный купорос) или сульфат железа - серовати-сто-зеленый кристаллический продукт, выветривающийся на воздухе, вы-пускается по ГОСТ 6991-75.
2. Трилон Б белый, мелкокристаллический сыпучий порошок, выпус-кается заводами Минхимпрома по ТУ 6-14-198-76.
3. Триэтаноламин (TЭА) – прозрачная вязкая жидкость от светло-желтого до красновато-коричневого цвета, выпускается заводами Миннеф-техимпрома по ТУ 6-02-916-79. Хранить необходимо в герметично-закрытой таре (бочках).
4. Карбонат натрия Na2CO3 ·10Н2О (кальцинированная сода) – белый кристаллический продукт, при доступе воздуха склонный к комкованию и смачиванию, выпускается по ГОСТ 201-76.
5. Этиленгликоль (моноэтиленгликоль) – прозрачная, бесцветная, си-ропообразная гигроскопическая жидкость, необходимо хранить в герме-тичной таре.
6. Пресная техническая вода.
В процессе нейтрализации сероводорода образуется мелкодисперс-ная элементарная сера, отделимая от абсорбента в виде пасты красновато-сероватого цвета, которая в дальнейшем используется как добавка в ас-фальт для упрочнения дорожного покрытия [9]. Очищенный газ отправля-ется в блоки нагрева нефти БН-2000.

2.3 Описание технологического процесса и технологической схемы установки очистки газа сероводорода от сероводорода УОГ 8000

Основные узлы УОГ 8000 приведены на принципиальной техноло-гической схеме (рисунок 2.1).
Сероводородсодержащий газ проходит через сепаратор Е-1 для от-деления конденсата и через трубчатый распределитель поступает в абсор-бер Е-2. Газ барботирует через абсорбент, заполняющий емкость, очища-ется от сероводорода и поступает на блоки нагрева нефти. Отработанный абсорбент с верха абсорбера Е-2 по переливной трубе самотеком идет в низ регенератора Е-3, куда компрессорами К-1 и К-2 нагнетается через трубчатый распределитель воздух под давлением до 0,07 МПа в количе-стве 220-240 м3/час. В регенераторе Е-3 происходит окислительная регене-рация абсорбента кислородом воздуха. Абсорбент вместе с воздухом под-нимается вверх и по переливной трубе самотеком поступает в низ абсорбе-ра Е-2. Отработанный воздух выбрасывается в атмосферу. Таким образом, при работе происходит циркуляция абсорбента по циклу «верх абсорбера - низ регенератора - верх регенератора -низ абсорбера» за счет разности плотностей жидкости в циркуляционных трубах и газожидкостной смеси в аппаратах.
В процессе очистки газа сероводород превращается в элементарную серу, которая постепенно укрупняется и оседает на дно аппаратов. Перио-дически, 1 раз в сутки сера в виде пульпы в абсорбенте сбрасывается в ем-кость Е-4 для отделения серы, снабженную съемным коробом с фильтру-ющими стенками. Сера оседает на дно короба, а отфильтрованный абсор-бент стекает в емкость, откуда по необходимости насосом возвращается в систему. Периодически, раз в месяц отстоявшаяся сера выгружается и от-правляется на утилизацию.


В данном дипломном проекте рассмотрена установка очистки попут-ного нефтяного газа от сероводорода, которая включает в себя газосепа-ратор, абсорбер и центробежный насос.
Приведены технологические и механические расчёты установки очистки газа, газосепаратора, абсорбера и насоса, а также представлено технико-экономическое обоснование.
Прочностные параметры элементов установки ОУГ 8000 отвечают выполнению требуемых условий эксплуатации.
Разработаны сборочные единицы абсорбера, барботера и насоса, а также рабочие чертежи их деталей.
В процессе расчета и конструирования аппаратуры были изучены ГОСТы, ОСТы, ТУ, РД и другие нормативно-технические материалы. При этом результаты расчета во многом определяются конструктивными ре-шениями и материальным оформлением аппарата.
Полученные технико-экономические показатели при очистке нефтя-ного газа от сероводорода установки ОУГ 8000 позволяют заключить, что по результатам расчета показателей экономической эффективности разра-ботанная технология может быть реализована в промышленном масштабе, поскольку выполняются условия для реализации проекта:
- прибыль от реализации продукта превысит отметку в 4,5 миллиона рублей;
- экономия электроэнергии составит 99622 руб./год;
- срок окупаемости составит 4,1 года;
- годовой экономический эффект при одинаковом объеме производ-ства составит 247037 руб.